输电塔线体系模态分析

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输电塔-线体系简化模型地震作用下的连续性倒塌分析

输电塔-线体系简化模型地震作用下的连续性倒塌分析徐震;王文明;林清海;金树;曹丹京;田利【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】Overhead high-voltage electric-transmission lines play an important role in the opera-tion of a reliable electrical powersystem.Damage to these lines can cause great economic loss and bring inconvenience to human life.A substantial number of transmission lines have been damaged by catastrophic earthquakes around the world.The transmission tower tilt or collapse,conductor breakage,foundation subsidence,and insulator destruction were the major types of failure.It is necessary to study not only the seismic response of transmission lines in the elastic and plastic phases but also their collapse process.Progressive collapse analysis is a well-understood physical occurrence in which the loss of local load-bearing capacity propagates through a system,precipi-tating complete collapse or a major portion of it.The vulnerable points,collapse mode,and capaci-ty of the structure can be evaluated by it,and these data can be used for the design of new towers or for evaluating existing towers.Many scholars have studied the nonlinear responses of single transmission towers or tower-line coupled systems.Numerical simulation of progressive collapse is a challenging task,which includes material and geometric nonlinearity,contact and collision be-tween elements,and losingthe load-bearing capacity of elements.Nowadays,there are mainly four numerical analytical methods used for the collapse analysis:the discrete-element method (DEM), combined finite-discrete element method,applied-element method (AEM),and finite-element method (FEM).The FEM,based on continuum mechanics,is the most widely used method in structural engineering.For linear elastic problems,the method has proved to be advantageous.Fur-thermore,the method is very effective for solving nonlinear problems by using reasonable consti-tutive relationships.The method can be used in the solution of large-scale and complex industrial problems,while other methods are extremely difficult to use.During the collapse process under an earthquake,some elements lose load-bearing capacity,which is a problem for the mon-ly,the method of removing these elements is used,which is called the birth-death element meth-od.The conductors and ground wires can be simplified as concentrated masses for the seismic a-nalysis of transmission tower-line coupled systems.In this paper,this method is used.With the simplified model,by using the finite-element program ABAQUS,the progressive collapse analysis of a transmission tower under an earthquake is conducted.The results show that the vulnerable points and progressive collapse process obtained are in good accord with the results obtained by u-sing the tower-line coupled system with three towers and four span lines.Therefore,the simplified model can be used in the seismic analysis of transmission tower-line coupled systems.%采用输电塔-线体系的简化模型，利用大型有限元软件 ABAQUS 对某输电塔进行地震作用下的连续性倒塌分析，研究输电塔的薄弱部位和倒塌全过程。

输电塔线体系的动力响应分析

｛Ｆ｝＝【】｛｝
【Ｊ表示整体刚度矩阵，方程称为总体有限元方程。
（２）
４）引入边界条件。通过边界约束条件的施加，排除了结构发生整体刚性位移的可能性，使得在一定
收稿日期：２０１３ — ０６－１３
Ｖ０Ｉ．２３ＮＯ．３
Ｓｅｐ．２０１３
输电塔线体系的动力响应分析
祁丽丽，闫安志，姜文鹏
（河南理工大学土木工程学院，河南焦作４５４０００）摘要：以有限单元法为理论依据，建立了较精确的塔线体系模型，先对其进行模态分析，可以得出塔线体系主要振
输电塔线体系是一种复杂的空问耦联振动体系，由于输电塔的高柔特性和导、地线的强几何非线
性，对它的精确计算比较困难。地震作用下，输电塔线体系的破坏除了材质、金具质量、施工质量等方
第２３卷第３期２０１３年９月
洛阳理工学院学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｏｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌ０ｇｙ（ＮａｔｕｒａＩＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ＤＯｈ１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７４－５０４３．２０１３．０３．００５

特高压输电线路杆塔受力分析与优化

特高压输电线路杆塔受力分析与优化一、引言特高压输电线路作为电力系统中的重要组成部分，其传输能力是保障经济社会发展和人民生活所必需的。

而输电线路的杆塔结构是保证输电线路正常运行、安全稳定的重要保障，其受力分析与优化对于保证输电线路的可靠运行至关重要。

二、特高压输电线路杆塔结构1.杆塔结构类型特高压输电线路杆塔结构主要有悬垂塔、耐张塔和绝缘塔三种类型。

其中，悬垂塔适用于直线段和大弯度地形，耐张塔适用于中小弯度地形，绝缘塔适用于引出线和特殊场合。

2.杆塔结构组成特高压输电线路杆塔结构主要由桩基、主塔、悬挂装置、钢绞线和导线组成。

桩基是杆塔的基础，用于固定杆塔；主塔是杆塔的承重部分；悬挂装置用于承载导线的重量和风力荷载；钢绞线用于固定主塔和悬挂装置；导线用于传输电能。

三、特高压输电线路杆塔受力特点特高压输电线路杆塔的受力特点主要有以下几个方面：1.荷载特点特高压输电线路杆塔所受的荷载主要有自重荷载、导线张力、风荷载和温度伸缩等影响，其中风荷载是最主要的荷载之一。

2.变形特点特高压输电线路杆塔在承受荷载时会发生一定的变形，主要表现为杆塔倾斜、垂直位移和水平位移等。

3.疲劳特点特高压输电线路杆塔在长期使用过程中，由于受到重复荷载的影响，易发生疲劳损伤，导致杆塔结构的安全性降低。

四、特高压输电线路杆塔受力分析方法1.有限元分析方法有限元分析方法是基于数值计算理论和方法，对复杂结构进行受力分析的有效手段。

通过建立数学模型，计算出各个单元的受力情况，并进而得出整个结构的受力情况。

2.静力分析方法静力分析方法是通过平衡条件和变形方程来分析杆塔受力情况的方法。

该方法主要适用于杆塔受力简单的情况，对于复杂结构的杆塔分析则不太适用。

3.动力分析方法动力分析方法是将荷载作为外激励，结合杆塔的动态特性和运动方程进行分析的方法。

该方法适用于考虑杆塔动态响应和提高受力分析精度的情况。

五、特高压输电线路杆塔结构优化1.结构轻量化结构轻量化是通过优化杆塔的结构形式和材料，达到降低杆塔自重和减少杆塔荷载的目的。

风冰荷载作用下输电塔-线体系参数敏感性分析

风冰荷载作用下输电塔-线体系参数敏感性分析在电力系统的脉络中，输电塔与线路构成了生命线般的存在。

它们如同巨人的血脉和神经，承载着能量的输送与信息的传递。

然而，在这看似坚不可摧的结构背后，隐藏着对自然力量敏感的脆弱性。

风冰荷载，这一自然界的猛兽，时常以其狂野的力量考验着输电塔-线体系的稳固性。

本文旨在深入探讨风冰荷载作用下，输电塔-线体系参数的敏感性，以及如何通过科学的分析和合理的设计来增强其抵御自然灾害的能力。

首先，我们必须认识到输电塔-线体系在风冰荷载作用下的敏感性并非空穴来风。

正如一艘航船在狂风巨浪中摇摆不定，输电塔在猛烈的风力冲击下也会出现位移和变形。

这种位移和变形，如果不加以控制，将可能导致灾难性的后果。

因此，对输电塔-线体系的参数进行敏感性分析，就像是对航船的稳定性进行评估一样重要。

在进行敏感性分析时，我们首先要关注的是输电塔的材料属性。

不同的材料有着不同的弹性模量和屈服强度，这些参数直接影响到输电塔在风冰荷载作用下的响应。

例如，采用高强度钢材的输电塔，其抵抗变形的能力更强，就像一座用坚固岩石砌成的堡垒，能够更好地抵御风力的侵袭。

接下来，我们要审视的是输电塔的几何尺寸。

塔的高度、宽度和壁厚等参数，决定了其在风力作用下的稳定性。

一个过高或者过窄的输电塔，就如同一个高脚酒杯在风暴中摇摇欲坠，极易发生倾覆。

因此，在设计时必须考虑到这些因素，确保输电塔既有良好的力学性能，又不失美观。

此外，线路的张力也是影响输电塔-线体系敏感性的重要因素。

张力过大或过小都会影响体系的平衡状态。

过大的张力会使输电塔承受巨大的拉力，就像一根绷紧的琴弦随时可能断裂；而张力不足则会导致线路松弛，增加了在风力作用下产生共振的风险。

因此，合理设置线路张力是保障输电塔-线体系稳定的关键。

在分析了上述参数后，我们还需要关注风冰荷载本身的特性。

风速、风向以及冰层的厚度和分布情况都是决定输电塔-线体系受力状况的重要因素。

这些因素的变化无常，就像是战场上变幻莫测的战术，要求我们的设计必须具备足够的灵活性和适应性。

输电塔线体系的动力响应分析

输电塔线体系的动力响应分析
祁丽丽;闫安志;姜文鹏
【期刊名称】《洛阳理工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(023)003
【摘要】以有限单元法为理论依据,建立了较精确的塔线体系模型,先对其进行模态分析,可以得出塔线体系主要振型与单塔振型接近,只是耦合了导、地线的模态；然后对单塔和塔线体系两种模型分别进行地震响应分析,通过对比可以得出:导、地线的存在使输电塔的位移和加速度响应有所减小,在一定程度上起到了类似阻尼器的作用,但因为导、地线的质量不可忽视,塔底支座各个方向的反力并非都减小,设计时应综合考虑输电线对输电塔的影响.
【总页数】5页(P19-23)
【作者】祁丽丽;闫安志;姜文鹏
【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000
【正文语种】中文
【中图分类】TM754
【相关文献】
1.竖向多点激励下输电塔线体系导(地)线及绝缘子动力响应分析 [J], 李永华;朱芊;文明
2.台风作用下输电塔线体系动力响应分析 [J], 安利强;张志强;黄仁谋;张荣伦;庞松
岭;梁成;杨文刚
3.单管输电塔线体系脱冰动力响应分析 [J], 耿超;
4.输电塔线体系多因素风致动力响应分析 [J], 汪佳; 付兴; 李宏男
5.滑坡区输电塔线体系抗变形能力及动力响应分析 [J], 王彦海;刘晓亮;任文强;李清泉
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特高压酒杯型输电塔—线体系模型振动台阵试验研究

特高压酒杯型输电塔—线体系模型振动台阵试验研究特高压输电塔-线体系是社会生活中最关键的基础设施之一,确保特高压输电塔—线体系的安全有效运行具有重要的现实意义。

然而,通过近几年世界范围内的数次大地震的震后调查表明,高压输电塔-线体系在地震中破坏倒塌现象严重。

因此,进行特高压输电塔-线体系抗震研究是必要的和有意义的。

本项目以锡盟—山东1000千伏特高压交流输变电工程线路悬垂塔为背景,开展几何相似比为1:15的缩尺模型试验,进行了“塔-线体系”等振动台多台阵模型试验,研究了模型塔在七度和八度基本、常遇以及罕遇烈度下的地震响应,分析比较了0.21g 不同地震波的双向激励和行波效应等对模型动力响应的影响,获得了以下几点主要结论:(1)设计制作了输电塔—线体系振动台试验模型,完善了塔—线体系模型试验方法,分析了模型塔与原型塔的频率相似比,并通过试验验证了该模型塔设计的合理性。

其中,单塔未配重模型的一阶自振频率和二阶自振频率分别为16.388Hz和17.412Hz,模型与原型满足相似比设计;单塔配重模型的一阶自振频率和二阶自振频率分别为7.202Hz和7.568Hz,也满足质量相似比关系。

不过阻尼相差较大,导地线会明显增加塔体的阻尼。

(2)单塔两线模型试验结果表明,单塔两线模型较单塔模型频率一阶频率降低了 0.82%,二阶频率降低了 4.23%,由此可知导线的非线性振动降低了模型塔的频率,降低了模型塔结构的地震响应;试验结果还表明,导线对模型塔的垂直于线路方向(Y向)的影响要大于顺线路方向(X向)的影响。

通过对结构放大系数进行分析可知,导线与塔体的耦合作用以及自身的非线性振动对中主塔结构的Y向响应影响较大;双向地震作用下,虽然减小了横担的放大系数,降低了横担的地震响应结果,却增大了塔体身部结构以下部分的地震响应。

(3)三塔四线模型试验结果表明,一致激励时的八度罕遇作用下,结构(三塔四线模型)基本处于弹性阶段,未发生损伤或破坏,说明该型结构具有较好的抗震性能,能够抵御强地震作用。

±1100 kV特高压输电塔线体系风振响应分析

±1100 kV特高压输电塔线体系风振响应分析杨子烨;朱超杰;施伟国;邓洪洲【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2024(51)1【摘要】为研究角度风下长横担输电塔线体系动力响应,采用有限元时程方法分析准东—华东±1100 kV特高压输电线路单塔及塔线体系风振响应。

首先,利用线性滤波法计算得到三维脉动风速场,并结合准定常理论得到单塔及输电塔线体系脉动风荷载。

其次,建立单塔及输电塔线体系有限元模型,利用模态分析方法计算结构的动力特性,研究导地线及长横担结构对输电塔动力特性的影响。

最后,利用有限元时程方法对单塔及塔线体系进行动力分析,研究了风向角、长横担结构及塔线耦合效应等因素对结构动力响应的影响。

结果表明:长横担结构会导致扭转频率降低,扭转振型出现顺序前移;塔线耦合效应降低了塔架结构自振频率,提高了结构阻尼比;根据位移均值计算结果,最不利风向角为15°和75°;根据扭转角均方根计算结果,最不利风向角为0°;单塔顺风向响应主要受背景分量和1阶振型的影响,塔线体系还受到导地线低阶共振分量的影响,扭转角主要受扭转1阶振型影响。

【总页数】13页(P11-23)【作者】杨子烨;朱超杰;施伟国;邓洪洲【作者单位】国网上海市电力公司经济技术研究院;同济大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU391【相关文献】1.±1100 kV特高压直流输电线铁塔风致响应及风振系数研究2.输电塔塔线体系风振响应分析3.特高压长悬臂输电塔与输电塔-线耦合体系的风振特性4.±1100 kV 特高压输电塔风振响应频域分析5.特高压输电线路塔线体系风振响应特性及对登塔人员影响分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

输电线路杆塔结构优化设计分析

输电线路杆塔结构优化设计分析摘要：杆塔结构是输电线路不可分割的一部分，对输电线路的稳定运行起着重要作用。

在杆塔结构的应用中，输电线路需要与地面保持安全距离，因此有必要确保杆塔结构设计的合理性。

数据表明，杆塔结构的重量是输电线路投资效率的一个决定因素，因为它约占输电线路建设投资的35%。

当前中国逐步加大输电线路建设力度，输电线路杆塔结构优化设计是关键因素。

关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计；引言对于整个输电线路来说,杆塔结构是其非常重要的组成部分,是保证输电线路可靠稳定运行的基础,在杆塔结构的可靠保障下,可以保证输电线路与地面的安全距离。

鉴于杆塔在输电线路中的重要作用,正确设计其结构尤为重要。

据有关统计,在输电线路建设投资中,杆塔结构的投资比例约为35%,说明杆塔结构设计和施工的合理性将对输电线路的投资效率产生重要影响。

随着我国输电线路建设的不断深入,对杆塔结构进行科学设计,提高其可靠性和安全性显得尤为必要。

1施工杆杆塔设对于输电线路的施工质量控制意义电力系统项目建设的过程中，架空输电线路施工的环境复杂，输电线路施工质量对整个电力系统质量都产生了直接影响。

输电线路一般都是露天施工作业，因此会受到环境因素影响。

此外，若施工方案设计缺乏科学性、施工技术不到位、施工交底工作不详细等问题，也会直接影响架空输电线路施工质量，所以必须要严格把控输电线路施工各个环节质量，从而强化整个电力系统工程建设质量。

此外，做好输电线路施工还可以确保整个电力系统建设的经济效益。

若架空输电线路施工质量较差，很容易造成返工问题，这样则会格外耗费大量的人力、物力、财力资源，直接增加了输电线路项目建设成本。

另外，若输电线路项目建设质量较差，还会耗费大量的资源进行后期维修，也会直接影响整个电力工程的经济效益。

高效的输电线路质量管理工作，还可以降低安全故事发生，确保电力工程建设的经济效益、社会效益，确保电力企业社会声誉更高。

所以，在电力工程建设的过程中，必须要注重输电线路项目建设质量，细致化对每个施工环节进行控制，确保电力工程整体施工质量。

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ｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｙｐｅｏｆｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｌｅａｄｔｏｄｉｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｓｈａｐｅｓｏｆ
中图分类号：ＴＭ７５；０３２３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７３ — ０９５Ｘ．２０１４．０５．００３
Ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｏｗｅｒ — ｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｗｏ－ｓｐａｎｔｏｗｅｒ — ｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍｉｆｎｉｔｅｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙＡＮＳＹＳ，ｍｏｄａｌａｎｄｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｔｏｗｅｒ —
ｔｈｅｏｕｔｐｌａｎｅｂｅｔｗｅｅｎｌｅｆｔａｎｄｉｆｇｈｔｐｈａｓｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｈｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｎｅｓ．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｏｆｌｅｔｆａｎｄｉｇｆｈｔｐｈａｓｅｃｏｎｄｕｃ —
ｔｈｒｅｅｈａｔｆ－ｗａｖｅ，ｂｕｔｍｉｄｄｌｅｐｈａｓｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｏｎｌｙｈａｖｅｔｗｏｈａｌｆ－ｗａｖｅｏｒｆｏｕｒｈａｌｆ－ｗａｖｅ．Ｂｅｃａｕｓｅｄｙｎａｍｉｃｓｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｔｈａｔｄｅｎｓｅｐａｒｔｉａｌｍｏｄａｌｏｆｅａｃｈｐｈａｓｅａｎｄｓｐａｎｃｏｎｄｕｃｔｏｒｅｘｉｓｔｉｎｔｏｗｅｒ－ｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｍａｙｂｒｉｎｇｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅＯＩ１ｓｔｅｓｒｓａｎｄｄｅ —
ｔｏｒｓｃａｎｏｃｃｕｒｓｗｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｐｌａｎｅｇａｌｌｏｐｉｎｇｏｆｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｏｕｔｐｌａｎｅｍｏｄｅｓｈａｐｅｓｃａｎｏｃｃｕｒｏｎｅｈａｌｆ－ｗａｖｅａｎｄ
输电塔线体系模态分析
郝淑英，马丽君，王磊，刘海英，冯晶晶
（天津理工大学机械工程学院，天津３００３８４）摘要：采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ建立了一塔两跨的有限元分析模型，对该塔线体系的模态及固有频率进行了分
析，发现绝缘子的结构型式会对输电线的面外振型产生影响，左相及右相导线的绝缘子可随导线面外舞动发生摆动，因此其面外振型可出现左右两跨整体的面外１个半波和３个半波，而中相导线的绝缘子不能发生面外摆动，因此其面外振型只是２个半波或４个半波；塔线体系中存在各相及各跨导线局部模态密集的动力学特性，当覆冰导线发生舞动时，该特性会对塔线耦合体系的受力、变形特征产生重要影响．关键词：塔线体系；模态分析；动力学特性；覆冰导线舞动
第３０卷
第５期
天津理工大学学报
ＪｏＵＲＮＡＬｏＦＴＩＡＮＪＩＮＵＮⅣ ＥＲＳＩＴＹｏＦＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｖｏｌ｜３０Ｎｏ．５０ｃｔ．２０１４
２０１４年１０月
文章编号：１６７３ — ０９５Ｘ（２０１４）０５ — ０００９ — ０４